内容正文:
第3节 构建原子模型(第一课时)
浙教版初中科学七年级(下)册第二章
原子结构模型的建立
分子很小,原子可以构成分子,那么原子是最小的微粒吗?
建构原子模型是认识分子、离子等微观粒子的基础。
对于这一问题的提出,科学家们纷纷展开了研究,当时建立了自己的模型。
当时,模型法贯穿在科学领域的各个方面,科学上建立模型的过程一般是先提出一个设想,然后通过一定的办法(最主要的是实验)去验证模型,并不断的修正完善,最后有可能推翻原有的模型而重建模型,建立模型往往需要一个不断完善、不断修正的过程,以使模型更接近事物的本质。
道尔顿原子模型(世界第一个原子模型)
实心球模型
道尔顿
原子结构模型的建立
1808年英国科学家道尔顿认为每种单质均由很小的原子组成,不同的单质由不同质量的原子组成。道尔顿认为原子是一个不可再分的、坚硬的实心小球。认为原子是组成物质的最小单位。
原子是组成物质的基本粒子,它们是坚实的、不可再分的实心球。
建模依据:猜测。
汤姆生原子模型
西瓜(枣糕)模型
汤姆生
原子结构模型的建立
1897年英国物理学家汤姆生,认为原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子就像面包里的葡萄干一样镶嵌在其中。
建模依据:汤姆生发现原子内带有负电的电子,而原子是电中性的,由此推测原子内还有带正电的物质。
原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。
卢瑟福原子模型
核式结构模型
卢瑟福
原子结构模型的建立
1911年,英国物理学家卢瑟福用带正电的a粒子轰击金属箔,实验发现。
①大多数α粒子顺利通过。
②有一小部分α粒子发生大角度偏转
③极少数α粒子被弹了回来
原子中心有一个原子核,体积很小,原子内部空间很大。
原子核带正电,α粒子途径附近受到斥力相互排斥改变了运动方向。
原子核的质量比α粒子大得多。
原子结构模型的建立
建模依据:a粒子轰击金属箔实验。
原子中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就象行星环绕太阳运转一样。
玻尔原子模型
分层模型
波尔
1900年普朗克提出能量量子化理论,1913年,丹麦科学家波尔在卢瑟福核式模型基础上,结合量子化思想,提出了分层模型。
原子结构模型的建立
建模依据:带负电的电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。
电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
电子云模型
分层模型
薛定谔
电子云模型中的电子在原子核外很小的空间内做高速运动,其运行没有固定的规律,接近近代人类对原子结构的认识,属于分层排布。
建模依据:单位体积内电子出现的几率高低不同。
电子云是电子在核外空间各处出现概率大小的形象化描述。
原子的构成
科学家用高能量的粒子撞击核的方法来揭示原子的秘密,通过实验发现原子核是由两种更小的粒子---质子和中子构成(氢原子除外)。
原
子
核外电子
原子核
(带正电荷)
(带负电荷)
质子
中子
(一个质子带一个单位正电荷)
(不带电)
(一个电子带一个单位的负电荷)
电中性
原子的构成
原子的构成
电中性:原子核带正电荷,核外电子带负电荷。两者所带的电量大小相等,电性相反,因而原子呈电中性。
常见原子的构成
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
锂 3 4 3
碳 6 6 6
氧 8 8 8
钠 11 12 11
氯 17 18 17
①不同种类的原子,核内质子数不同。
②并不是所有的原子中都含有中子。
③质子数和中子数不一定相等,质子数等于核外电子数。
原子的构成
构成原子的各粒子间的关系
核电荷数:科学上把原子核内所带的电荷数称为核电荷数。
备注:原子核内只有质子带电荷,中子不带电,故核电荷数=质子数。
原子呈电中性,故原子核外所带负电荷(核外电子)与原子核内
正电荷数量相等,故核外电子数=核电荷数=质子数。
中子数不一定等于质子数
例如钠原子11个质子,12个中子,氧原子8个质子,8个中子。
原子核内一定有质子,不一定有中子。如氢原子只有一个质子,无中子。
一个质子、中子和电子的质量数量级:
电子
质子
中子
1.6726×10-27千克
1.6748×10-27千克
9.1176×10-31千克
原子的质量主要集中在原子核上。
原子
核外电子
原子核
(电中性)
中 子
质 子
(带正电荷)
(带正电荷)
(带负电荷)
(不带电)
6个
6个
6个
+6
2
4
表示原子核内有6个质子
+6
表示原子核
弧线以及数字表示电子运动轨道和电子数目
2
C
原子的结构示意图(以碳原子为例)
原子的构成
原子核外电子的排布(以碳原子为例)
1-18号元素原子结构示意图
原子的构成
原子的构成
①电子在核外是分层排布的(电子在核外是按照能量由低→高,由里→外分层排布的)
②第一层最多排2个电子,第二层最多排8个电子,最外层电子数最多不超过8个(第1层为最外层时不超过2个电子)(原子每个电子层最多排2n2个电子)。
原子核、核电荷数为11
电子层
最外层电子数
2.规律:第一层电子数不超过2个,第二层电子数不超过8个,最外层电子数不超过8个
1.画法:圆圈标核电,电子分弧线, 数字一条线 。
表示意义: 以钠原子结构示意为例
在该电子层上运动的电子数
原子的构成
氦(He)
氖(Ne)
氩(Ar)
【稳定结构】像稀有气体元素原子这样最外层为8个电子的结构称为稳定结构。(若第一层为最外层,则2电子为稳定结构。如: He)。
原子也不例外,也有趋向于稳定结构的特点。那么,什么样的结构才是原子的稳定结构呢?
物质都有趋向于稳定状态的特点
原子的构成
【注意】在原子中,电子层并不真实存在的,只是科学家为了研究方便进行的一种人为规定,是理论上的。
科学家们又对质子和中子的构成进行了研究,发现质子和中子都是由更微小的基本粒子——夸克构成的。
原子的构成
感谢聆听!
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